Arquitetura IoT-Fog-Tangle para garantia de integridade de dados de sensores

Abstract

A crescente dependência de dados de sensores em sistemas baseados em Internet das Coisas (IoT) torna necessária a garantia de sua integridade, sobretudo em cenários nos quais tais dados funcionam como prova e podem ser adulterados retroativamente pelo próprio operador da infraestrutura que os armazena. Mecanismos tradicionais de segurança protegem os dados em trânsito, mas não impedem a alteração de registros já armazenados. Este trabalho propõe e demonstra, por meio de uma prova de conceito, uma arquitetura em quatro camadas: IoT, computação em Fog, Rede Tangle e Cloud, na qual o resumo criptográfico de cada leitura é ancorado em um registro distribuído privado, funcionando como âncora de confiança externa ao ambiente de armazenamento. Adotou-se como caso de uso a detecção de violação de lacre, com aquisição em um dispositivo ESP32, processamento e cálculo de resumo SHA-256 na camada Fog, e verificação por comparação com o registro imutável. A avaliação, conduzida sobre 150 eventos, submeteu os registros a três cenários de adulteração. Os resultados demonstram que, sob comprometimento consistente do armazenamento, a detecção ocorre exclusivamente pela comparação com o resumo ancorado no Tangle, evidenciando o papel decisivo do ledger; a taxa de detecção foi de 96,7%, sem falsos positivos, e a latência de processamento na borda manteve mediana de 5,67 ms. Discute-se ainda a tensão entre a ausência de custos e o grau de descentralização nas implantações de Tangle, evidenciada pela migração da rede pública IOTA para o protocolo Rebased em 2025.